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[发明专利]一种具备昼间与夜间两种工作模式的自由活塞空气锤锻造系统-CN201910900199.6有效
发明人：吴众;刘中良;张红光;李健;侯孝臣;许永红 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-09-23 - 公布日： 2021-05-25 - 主分类号： B21J7/04 文献下载
摘要：本发明提出了一种具备昼间与夜间两种工作模式的自由活塞空气锤锻造系统。该系统包括自由活塞空气锤/压缩机、空干器、储气罐以及相应的连接管路；该系统还包括直线电机、控制模块、电机动子位移传感器、电机控制器、压力传感器、电动阀、电磁三通阀以及相应的连接线路；该系统结构紧凑简单、机电一体化程度高、机械损失小，大大简化了系统的复杂程度，降低了系统的设计成本；该系统的两种工作模式能够利用昼夜间的电价差，降低了运行成本；同时，该系统的开启，调节，关闭能够实现远程自动化控制，且能够通过控制直线电机的运行调整冲击力的大小。
一种具备昼间夜间工作模式自由活塞空气锤锻造系统

[发明专利]一种双级多缸自由活塞压缩空气制冷系统-CN201910896962.2有效
发明人：石鑫;张红光;闫栋;侯孝臣;赵腾龙;许永红;李健;王崇尧;平旭 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-09-23 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： F25B9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种双级多缸自由活塞压缩空气制冷系统，属于能源动力领域。自由活塞直线电机是由自由活塞压缩机与直线电机耦合形成的一种新型能量转换装置，直线电机通过往复运动压缩气缸内的空气；整个系统采用两级压缩为用户提供制冷，同时，采用液态空气储罐，可以利用晚间用电低谷储存液态空气。本发明结构简单，易于操作。相对于单缸的压缩机，双缸压缩机能够提高能量的利用率，同时，结构紧凑，占用空间小，优势显著。比常规一级压缩节省机械功，效率更高。同时选用空气作为工质性质稳定，易于获得，成本低，环保无污染，可多次利用。
一种双级多缸自由活塞压缩空气制冷系统

[发明专利]一种利用压缩天然气余压发电的车用气电混合动力系统-CN201810188934.0有效
发明人：李健;张红光;田亚明;侯孝臣;赵腾龙;张梦茹 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-03-08 - 公布日： 2021-01-15 - 主分类号： F02B43/10 文献下载
摘要：一种利用压缩天然气余压发电的车用气电混合动力系统，属于能源动力机械领域。该系统主要包括余压回收系统、蓄能充电系统、燃料供给系统、采集控制系统、传动系统五部分。本发明提出一种新型自由活塞直线电机的集成单元作为能量回收转化和减压装置，并基于该装置设计了一套新型的车用气电混合动力系统，该系统可将压缩天然气汽车燃气输送管道中的余压能转化为电能进行存储，并用于整车供电和驱动电机，电机工作输出转矩经转矩耦合装置与发动机的转矩相耦合，共同作为汽车动力输出，可大大提高天然气汽车的行驶里程。
一种利用压缩天然气发电车用气电混合动力系统

[实用新型]基于气动马达的增程式电动汽车-CN201921480036.9有效
发明人：许永红;张红光;侯孝臣;吴众;闫栋;石鑫;王崇尧 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-09-06 - 公布日： 2020-09-25 - 主分类号： B60L50/60 文献下载
摘要：本实用新型专利涉及一种基于气动马达的增程式电动汽车，属于节能减排领域。本发明将气动马达发电系统作为增程式电动汽车的增程器，根据压缩空气无污染、零排放、绿色环保的特点，利用压缩空气驱动气动马达带动发电机输出电能，将与动力电池共同为增程式电动汽车提供驱动能量。该增程式电动汽车具有能量转化效率较高，电池循环寿命长、在行驶路线上或行驶区域内对大气环境零污染等优势。
基于气动马达程式电动汽车

[发明专利]一种单缸自由活塞等温压缩空气储能系统-CN201910264787.5有效
发明人：吴众;刘中良;张红光;李健;侯孝臣;石鑫;赵腾龙 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-04-03 - 公布日： 2020-07-31 - 主分类号： F01B1/01 文献下载
摘要：本发明公开了一种单缸自由活塞等温压缩空气储能系统，该系统包括单缸自由活塞膨胀/压缩机、直线电机、储气罐、泵、以及相应的连接管路；控制系统包括：控制模块、压力传感器、电机动子位移传感器、电动阀、开关继电器、调压阀、电磁三通阀以及相应的连接线路；该系统中单缸自由活塞在储能和发电过程中能分别充当压缩机和膨胀机，大大简化了结构；同时，系统可以通过电机动子位移传感器调节膨胀/压缩比来适应不同工况，实现了空气压缩与膨胀环节的能量优化利用；该系统设置有高压喷雾装置以及气水分离装置，能够近似实现空气的等温压缩和膨胀，同时压缩空气中的水分能够起到润滑作用，减小了活塞的摩擦，从而提高了效率，降低了成本。
一种自由活塞等温压缩空气系统

[实用新型]基于气动马达“双模式”的电动汽车制动能量回收系统-CN201921562149.3有效
发明人：许永红;张红光;侯孝臣;吴众;闫栋;李健;赵腾龙 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-09-19 - 公布日： 2020-07-17 - 主分类号： B60L7/10 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种基于气动马达“双模式”的电动汽车制动能量回收系统，属于节能减排领域。本实用新型在保证汽车安全行驶的前提下，通过制动能量的回收，使气动马达工作在压缩机模式，这样不仅可以提升电动汽车的制动性能，而且提高了能量的使用效率、增加了电动汽车的续航里程、减少了动力电池的充放电次数、延长了动力电池的使用寿命。超级电容器因具有功率密度高和寿命长的特点，超级电容器的使用满足了电动汽车的瞬间大功率需求，并且在电动汽车制动时进行能量回收时，超级电容器作为辅助储能系统，可以吸收电动汽车在制动能量回收中产生的大电流，避免了大的充放电电流对动力电池造成的损害。
基于气动马达双模电动汽车制动能量回收系统

[发明专利]基于气动马达“双模式”的电动汽车制动能量回收系统-CN201910886874.4在审
发明人：许永红;张红光;侯孝臣;吴众;闫栋;李健;赵腾龙 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-09-19 - 公布日： 2019-12-13 - 主分类号： B60L7/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于气动马达“双模式”的电动汽车制动能量回收系统，属于节能减排领域。本发明在保证汽车安全行驶的前提下，通过制动能量的回收，使气动马达工作在压缩机模式，这样不仅可以提升电动汽车的制动性能，而且提高了能量的使用效率、增加了电动汽车的续航里程、减少了动力电池的充放电次数、延长了动力电池的使用寿命。超级电容器因具有功率密度高和寿命长的特点，超级电容器的使用满足了电动汽车的瞬间大功率需求，并且在电动汽车制动时进行能量回收时，超级电容器作为辅助储能系统，可以吸收电动汽车在制动能量回收中产生的大电流，避免了大的充放电电流对动力电池造成的损害。
电动汽车超级电容器动力电池气动马达制动能量回收系统汽车安全行驶制动能量回收充放电电流瞬间大功率压缩机模式储能系统节能减排能量回收使用寿命使用效率续航里程制动能量制动性能充放电大电流双模式制动回收吸收损害保证

[发明专利]基于气动马达的增程式电动汽车-CN201910842954.X在审
发明人：许永红;张红光;侯孝臣;吴众;闫栋;石鑫;王崇尧 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-09-06 - 公布日： 2019-11-29 - 主分类号： B60L50/60 文献下载
摘要：本发明专利涉及一种基于气动马达的增程式电动汽车，属于节能减排领域。本发明将气动马达发电系统作为增程式电动汽车的增程器，根据压缩空气无污染、零排放、绿色环保的特点，利用压缩空气驱动气动马达带动发电机输出电能，将与动力电池共同为增程式电动汽车提供驱动能量。该增程式电动汽车具有能量转化效率较高，电池循环寿命长、在行驶路线上或行驶区域内对大气环境零污染等优势。
增程式电动汽车气动马达发电机输出电能电池循环寿命能量转化效率压缩空气驱动大气环境动力电池发电系统节能减排绿色环保驱动能量行驶路线行驶区域压缩空气零排放零污染增程器

[发明专利]一种风光互补、自由活塞储能发电系统-CN201910648222.7在审
发明人：石鑫;张红光;侯孝臣;赵腾龙;许永红 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-07-18 - 公布日： 2019-11-22 - 主分类号： F03D9/17 文献下载
摘要：一种风光互补、自由活塞储能发电系统，属于新能源发电领域。其包括：风光互补发电系统，自由活塞储能、发电系统，控制系统；风光互补发电系统包括：太阳能电池板组件、风力发电机组、变压器、用户、整流器；其中，风力发电机组与整流器通过供电线连接；太阳能电池板组件与风力发电机组通过供电线与变压器连接；变压器与用户通过供电线连接；自由活塞储能、发电系统包括：储气罐、直线电机、动子、连杆a、连杆b、气缸a、气缸b、活塞a、活塞b、管道等；本发明能够充分利用太阳能、风能等可再生能源，环保无污染，又能够节约能源。本发明应用自由活塞系统，取消了传统的曲轴连杆结构，可以提高能量的转换效率，且结构紧凑。
自由活塞风力发电机组供电线变压器风光互补发电系统太阳能电池板组件活塞发电系统整流器储能气缸储气罐储能发电系统曲轴连杆结构新能源发电风光互补控制系统直线电机转换效率传统的动子风能太阳能节约能源环保应用

[实用新型]一种自由活塞直线发电机的油压润滑、密封系统-CN201920313123.9有效
发明人：张红光;石鑫;侯孝臣;闫栋;赵腾龙;王崇尧;吴众 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-03-12 - 公布日： 2019-11-15 - 主分类号： F01B21/02 文献下载
摘要：一种自由活塞直线发电机的油压润滑、密封系统，属于能源动力领域。油罐中的机油通过油泵泵出，经过输油管、活塞连杆中的伸缩油管输送到喷油管，然后旋转喷入活塞与气缸壁的缝隙之间，实现对这一空间的连续密封，同时又省去活塞环，增大了润滑效果。该系统采用油压密封、润滑的形式，与自由活塞直线发电机的运动过程紧密耦合，通过控制系统采集缸内的压力传感器发出的信号，进而调节油泵泵出的油压并通过油压传感器反馈信号达到校验作用，保持喷油管喷出的油压略大于缸内气体的压力。此系统工作稳定性强，根据缸内气体压力的变化不断调节喷油管的喷油压力，油泵外接电源，不受自身发电的影响；伸缩管路在活塞杆内部，节省空间；易于实现场地的高效利用。
油泵油压喷油管直线发电机缸内气体自由活塞活塞环工作稳定性压力传感器油压传感器活塞反馈信号高效利用活塞连杆节省空间紧密耦合控制系统连续密封密封系统能源动力喷油压力润滑效果伸缩管路伸缩油管外接电源油压密封运动过程机油校验此系统活塞杆气缸壁喷出喷入油罐输油管采集发电

[发明专利]自由活塞膨胀机-直线发电机与复合电源增程式电动汽车-CN201910503702.4在审
发明人：许永红;张红光;侯孝臣;李健;赵腾龙;吴众;闫栋;石鑫 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-06-12 - 公布日： 2019-09-10 - 主分类号： B60L50/40 文献下载
摘要：本发明专利涉及一种基于自由活塞膨胀机‑直线发电和复合电源系统的增程式电动汽车，属于节能减排领域。本发明希望充分集成压缩空气储能、自由活塞膨胀机‑直线发电机、增程式电动汽车三者的技术优势，该增程式电动汽车具有能量转化效率较高，电池循环寿命长、在行驶路线上或行驶区域内对大气环境的污染基本为零、促进压缩空气储能的实用化、减小电网负荷峰谷差等优势。
增程式电动汽车自由活塞膨胀机压缩空气储能直线发电机复合电源电池循环寿命能量转化效率大气环境电网负荷技术优势节能减排行驶路线行驶区域峰谷差减小发电污染

[发明专利]一种太阳能-自由活塞直线电机蓄电储能系统-CN201910337254.5在审
发明人：石鑫;张红光;侯孝臣;赵腾龙;李健;吴众 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-04-25 - 公布日： 2019-07-09 - 主分类号： F01B23/10 文献下载
摘要：一种太阳能‑自由活塞直线电机蓄电储能系统，属于能源动力领域。控制系统根据外接温度传感器感应外界温度，调节太阳能电池板对蓄电池蓄电与直线电机工作状态相匹配。直线电机为两用直线电机，既可以作为电动机压缩空气储能，又可以作为发电机进行发电：太阳能电池板在强光下将电量输送到蓄电池与直线电机压缩空气储能，在弱光下供给蓄电池蓄电；在太阳能电池板不工作时直线电机又可作为发电机进行发电供给蓄电池蓄电。此系统可以增加电动车续航里程，又能够充分利用太阳能，减少化石燃料的使用；同时，可以减少充电桩的数量及土地占用面积，为电动车发展节约成本。
直线电机太阳能电池板蓄电池蓄电太阳能压缩空气储能储能系统自由活塞电动车发电机蓄电温度传感器感应强光蓄电池电量输送化石燃料控制系统能源动力土地占用续航里程电动机发电充电桩此系统弱光外接匹配节约

[发明专利]一种自由活塞直线发电机的油压润滑、密封系统-CN201910182862.3在审
发明人：张红光;石鑫;侯孝臣;闫栋;赵腾龙;王崇尧;吴众 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-03-12 - 公布日： 2019-05-21 - 主分类号： F01B21/02 文献下载
摘要：自由活塞直线发电机的油压润滑、密封系统，属于能源动力领域。油罐中的机油通过油泵泵出，经过输油管、活塞连杆中的伸缩油管输送到喷油管，然后旋转喷入活塞与气缸壁的缝隙之间，实现对这一空间的连续密封，同时又省去活塞环，增大了润滑效果。该系统采用油压密封、润滑的形式，与自由活塞直线发电机的运动过程紧密耦合，通过控制系统采集缸内的压力传感器发出的信号，进而调节油泵泵出的油压并通过油压传感器反馈信号达到校验作用，保持喷油管喷出的油压略大于缸内气体的压力。此系统工作稳定性强，根据缸内气体压力的变化不断调节喷油管的喷油压力，油泵外接电源，不受自身发电的影响；伸缩管路在活塞杆内部，节省空间；易于实现场地的高效利用。
油压油泵直线发电机自由活塞喷油管缸内气体密封系统活塞环工作稳定性压力传感器油压传感器活塞反馈信号高效利用活塞连杆节省空间紧密耦合控制系统连续密封能源动力喷油压力润滑效果伸缩管路伸缩油管外接电源油压密封运动过程机油校验此系统活塞杆气缸壁输油管喷出喷入油罐采集发电

[实用新型]一种尾气余热回收系统-CN201820081258.2有效
发明人：赵腾龙;张红光;于飞;侯孝臣;李健;张梦茹 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-01-18 - 公布日： 2018-09-25 - 主分类号： F01K23/06 文献下载
摘要：一种尾气余热回收系统，属于节能减排领域。该系统主要由发动机、带有回热器的有机朗肯循环系统、跨临界CO2热泵系统和控制系统组成。通过调节不同阀门、离合器和风扇的接通与断开，同时利用有机朗肯循环系统膨胀机产生的动力，来实现热泵系统的制冷和制热模式的切换，从而更好的利用发动机的排气能量。
有机朗肯循环系统尾气余热回收热泵系统发动机离合器节能减排控制系统排气能量制热模式回热器跨临界膨胀机风扇阀门断开制冷接通

[发明专利]基于BP神经网络的有机朗肯循环输出功率预测方法-CN201810361923.8在审
发明人：杨富斌;张红光;侯孝臣;田亚明 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-04-20 - 公布日： 2018-09-21 - 主分类号： G06N3/08 文献下载
摘要：基于BP神经网络的有机朗肯循环输出功率预测方法，属于热能工程领域。包括以下步骤：多组有机朗肯循环运行数据的采集，每组包括如下参数：有机工质的体积流量、膨胀机转矩、膨胀机入口压力、膨胀机出口压力、膨胀机入口温度、冷凝器出口温度、工质泵出口压力和膨胀机输出功率；采集数据的归一化处理；BP神经网络的建立；神经网络的训练和测试；测试数据中神经网络输出数据即膨胀机输出功率的反归一化处理。与传统的热力学分析方法相比，本发明所搭建的神经网络模型能够快速、准确的预测有机朗肯循环输出功率，避免了对系统各部件的运行机理研究，并且能够显著提升工作效率和预测精度，为有机朗肯循环的优化提供可靠指导。
有机朗肯循环输出功率膨胀机膨胀机入口预测膨胀机出口压力反归一化处理神经网络模型神经网络输出归一化处理冷凝器出口热力学分析采集数据测试数据出口压力工作效率机理研究热能工程神经网络体积流量有机工质运行数据传统的工质泵转矩采集测试优化

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